Электр автобусы: Гиробус – жоғары жылдамдықта айналатын дөңгелек арқылы қуат алатын, сымсыз, экологиялық тасымалдау құралы. Даму сатысындағы инновация.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Flywheel қуатты электрлік автобус
Flywheel powered electric bus
Гиробус – троллейбус сияқты жоғары сымдарды емес, энергияны сақтау үшін инерциялық дөңгелектерді (флайвилль) пайдаланатын электрлік автобус. Атауы грек тіліндегі "гирос" – инерциялық дөңгелек деген сөзден келген. Қазіргі уақытта коммерциялық түрде қолданыста болмаса да, бұл сала бойынша зерттеулер мен даму жұмыстары жалғасуда.
A gyrobus is an electric bus that uses flywheel energy storage, not overhead wires like a trolleybus. The name comes from the Greek language term for flywheel, gyros. While there are no gyrobuses currently in use commercially, development in this area continues.
Даму
Ұшақ дөңгелегімен жұмыс істейтін автобустың тұжырымдамасын 1940 жылдары Швейцарияның Oerlikon компаниясы әзірледі және іске асырды. Мақсаты – троллейбустарға балама жасау, әсіресе төмен жиілікті маршруттарда, сымдарды толықтай орнатудың қажеті болмаған жағдайларда, шусыз қызмет ету үшін. Ішкі жану қозғалтқышы немесе аккумуляторларды орнатудың орнына, немесе жоғары кернеулі электр желілеріне қосылудың орнына, гиробус үлкен ұшақ дөңгелегін тасымалдайды, ол "клеткалы" мотормен 3000 айналымға дейін айналады. Дөңгелекті зарядтау үшін қуат көлік төбесіне орнатылған үш иілім арқылы алынады, олар қажет болған кезде немесе ыңғайлы болғанда (мысалы, жолаушылар аялдамаларында немесе терминалдарда) орналасқан зарядтау нүктелерімен байланысады. Жылдамдық алу үшін конденсаторлар дөңгелекті зарядтаушы моторды қосады, осылайша ол генераторға айналады және дөңгелекте сақталған энергияны электр энергиясына түрлендіреді. Көліктің тежелуі электрлік болып келеді, ал энергияның бір бөлігі дөңгелекке қайта оралады, осылайша оның жүріс диапазонды ұзартуға мүмкіндік береді. Толық зарядталған гиробус, жолаушылардың жалпы салмағына байланысты, жазық жолда сағатына дейін жылдамдықпен шамамен жүре алады, себебі ең жоғары жылдамдық аялдамалар арасындағы жолаушылар санына байланысты өзгерді. Yverdon les Bains (Швейцария) орнатылымында кейде көліктер бір зарядта шамамен жүруі керек болды, бірақ олардың осы қашықтықтың жоғарғы шегіне қарай қаншалықты жақсы жұмыс істегені белгісіз. Ұшақ дөңгелегін зарядтау 30 секундтан 3 минутқа дейін созылады; зарядтау уақытын қысқарту үшін, қуат көзінің кернеуі 380 вольттан 500 вольтқа дейін арттырылды. Құбыланың салыстырмалы түрде шектеулі болуын ескере отырып, ұзақ маршруттарда немесе тығыз қалалық қозғалыста бірнеше зарядтау аялдамалары қажет болуы мүмкін. Мұндай жиі кешігуді қажет ететін көліктер қазіргі заманғы қызмет көрсету үшін тиімді және/немесе қолайлы болар мағынасы жоқ. Демонстрациялық үлгі алғаш рет 1950 жылдың жазында көпшілікке көрсетілді (және пайдаланылды), ал жүйені насихаттау үшін бұл көлік кем дегенде 1954 жылға дейін көптеген орындарда қысқа мерзімге қоғамдық қызмет көрсету үшін қолданыла берді. 1979 жылы General Electric компаниясы АҚШ үкіметінен, Энергетика және Көлік министрліктерінен 5 миллион долларлық төрт жылдық келісімшарт алды, мақсаты – ұшақ дөңгелегімен жұмыс істейтін автобустың прототипін жасау. 1980 жылдары Volvo кішкентай дизельді қозғалтқышпен зарядталатын және тежелу энергиясы арқылы қайта зарядталатын ұшақ дөңгелегін сынап көрді. Бірақ ақырында гидравликалық аккумуляторларды пайдалануға көшті. 1990 жылдары Голландияның мехатроника тұжырымдамаларын зерттеу орталығы жылжымалы және стационарлық қолдану үшін ұшақ дөңгелегін жасады. 2005 жылы Техас университетімен бірлескен Көлік және қоршаған орта орталығы, Электромеханика орталығы, Тестілеу құрылғылары және DRS Technologies компаниясы гиробустың прототипін жасау үшін қаржыландыру іздеді.
The concept of a flywheel powered bus was developed and brought to fruition during the 1940s by Oerlikon (of Switzerland), with the intention of creating an alternative to trolleybuses for quieter, lower frequency routes, where full overhead wire electrification could not be justified. Rather than carrying an internal combustion engine or batteries, or connecting to overhead powerlines, a gyrobus carries a large flywheel that is spun at up to 3,000 RPM by a "squirrel cage" motor. Power for charging the flywheel was sourced by means of three booms mounted on the vehicle's roof, which contacted charging points located as required or where appropriate (at passenger stops en route, or at terminals, for instance). To obtain tractive power, capacitors would excite the flywheel's charging motor so that it became a generator, in this way transforming the energy stored in the flywheel back into electricity. Vehicle braking was electric, and some of the energy was recycled back into the flywheel, thereby extending its range. Fully charged, a gyrobus could typically travel as far as on a level route at speeds of up to , depending on the total weight of passengers, as top speeds varied as passenger levels varied from stop to stop. The installation in Yverdon les Bains (Switzerland) sometimes saw vehicles needing to travel as far as on one charge, although it is not known how well they performed towards the upper end of that distance. Charging a flywheel took between 30 seconds and 3 minutes; in an effort to reduce the charge time, the supply voltage was increased from 380 volts to 500 volts. Given the relatively restricted range between charges, it is likely that several charging stops would have been required on longer routes, or in dense urban traffic. It is not clear whether vehicles that require such frequent delays would have been practical and/or suitable for modern day service applications. The demonstrator was first displayed (and used) publicly in summer 1950 and, to promote the system, this vehicle continued to be used for short periods of public service in myriad locations at least until 1954. In 1979, General Electric was awarded a $5 million four year contract by the United States government, the Department of Energy and the Department of Transportation, to develop a prototype flywheel bus. In the 1980s, Volvo briefly experimented with using flywheels charged by a small diesel engine and recharged via braking energy. This was eventually dumped in favour of using hydraulic accumulators. During the 1990s, the Dutch Centre for Concepts in Mechatronics had developed a flywheel for both mobile and stationary applications. In 2005, the Center for Transportation and the Environment, working with the University of Texas at Austin, Center for Electromechanics, Test Devices, Inc., and DRS Technologies sought funding for the development of a prototype gyrobus.
Ерте коммерциялық қызмет
Бірінші толық коммерциялық қызмет 1953 жылдың қазан айында басталды, Швейцарияның Ивердон-ле-Бенс және Грансон қалаларын байланыстырды. Алайда, бұл бағыттың жолаушылар ағыны шектеулі болды, техникалық тұрғыдан сәтті болғанымен, коммерциялық жағынан тиімді емес еді. 1960 жылдың қазан айының соңында қызмет тоқтатылды, екі көлік те (не демонстрациялық үлгі) сақталған жоқ. Келесі жүйе Бельгиялық Конгодағы Леопольдвильде (қазіргі Конго Демократиялық Республикасындағы Киншаса) ашылды. Мұнда 12 көлік болды (кейбір мәліметтерде 17-ге дейін), олар төрт бағыт бойынша жұмыс істеді, ал зарядтау станциялары шамамен әрбір ... жерде орналасқан. Бұл гиробустардың ең ірілері болды, ұзындығы ..., салмағы ..., 90 жолаушыға дейін тасымалдайтын және максималды жылдамдығы ... болатын. Маңызды мәселелердің бірі – жоғары «тозу». Бұған себеп, жүргізушілер көбінесе жаңбырдан кейін батпаққа айналған, асфальтталмаған жолдармен қысқа жолмен жүретін. Басқа да проблемалар болды, мысалы, гироскоптық подшипниктердің бұзылуы және жоғары ылғалдылықтың салдарынан жетеуші моторының артық жүктелуі. Бірақ жүйенің құлауына себеп – жоғары энергия тұтыну болды. Автобус операторы гиробус үшін 3,4 кВт/км энергия тұтынуы өте қымбат екенін анықтады, сондықтан 1959 жылдың жазында гиробустар тасталып, дизельді автобустармен ауыстырылды.
The first full commercial service began in October 1953, linking the Swiss communities of Yverdon les Bains and Grandson. However, this was a route with limited traffic potential, and although technically successful it was not commercially viable. Services ended in late October 1960, and neither of the two vehicles (nor the demonstrator) survived. The next system to open was in Léopoldville in Belgian Congo (now Kinshasa in the Democratic Republic of the Congo). Here there were 12 vehicles (although apparently some reports suggest 17), which operated over four routes, with recharging facilities being provided about every These were the largest of the gyrobuses, being in length, weighing , carrying up to 90 passengers, and having a maximum speed of There were major problems related to excessive "wear and tear". One significant reason for this was that drivers often took shortcuts across unpaved roads, which after rains became nothing more than quagmires. Other problems included breakage of gyro ball bearings, and high humidity resulting in traction motor overload. The system's demise, however, came because of high energy consumption. The bus operator deemed that 3.4 kWh/km per gyrobus was unaffordable, so closure came in the summer of 1959 with the gyrobuses being abandoned and replaced with diesel buses.